土力學(xué)與基礎(chǔ)工程重點概念總結(jié)

1、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程0.土：地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受長期的風(fēng)化作用而形成的、覆蓋在地表上碎散的、沒有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物。1.土的主要礦物成分： 原生礦物：石英、長石、云母次生礦物：主要是粘土礦物，包括三種類型 高嶺石、伊里石、蒙脫石2.粒徑：顆粒的大小通常以直徑表示。稱為粒徑（mm）或粒度。3.粒組：粒徑大小在一定范圍內(nèi)、具有相同或相似的成分和性質(zhì)的土粒集合。4.粒組的劃分：巨粒(200mm) 粗粒(0.075200mm) 卵石或碎石顆粒 (20200mm)圓礫或角礫顆粒 (220mm)砂 (0.0752mm) 細粒(0.075mm) 粉粒(0.0050.075mm)粘粒(0.005

2、mm)5.土的顆粒級配：土由不同粒組的土顆粒混合在一起所形成，土的性質(zhì)主要取決于不同粒組的土粒的相對含量。土的顆粒級配就是指大小土粒的搭配情況。6.級配曲線法：縱坐標(biāo)：小于某粒徑的土粒累積含量 橫坐標(biāo)：使用對數(shù)尺度表示土的粒徑，可以把粒徑相差上千倍的粗粒都表示出來，尤其能把占總重量少，但對土的性質(zhì)可能有主要影響的顆粒部分清楚地表達出來. 7.不均勻系數(shù)：可以反映大小不同粒組的分布情況，Cu越大表示土粒大小分布范圍廣，級配良好。 8.曲率系數(shù)：描述累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀9.土中水-土中水是土的液體相組成部分。水對無粘性土的工程地質(zhì)性質(zhì)影響較小，但粘性土中水是控制其工程地質(zhì)性質(zhì)的重

3、要因素，如粘性土的可塑性、壓縮性及其抗剪性等，都直接或間接地與其含水量有關(guān)。 10.結(jié)晶水：土粒礦物內(nèi)部的水。11.結(jié)合水：受電分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。12.自由水：存在于土粒表面電場影響范圍以外的土中水。13.表示土的三相組成部分質(zhì)量、體積之間的比例關(guān)系的指標(biāo)，稱為土的三相比例指標(biāo)。主要指標(biāo)有：比重、天然密度、含水量（這三個指標(biāo)需用實驗室實測）和由它們?nèi)齻€計算得出的指標(biāo)干密度、飽和密度、孔隙率、孔隙比和飽和度。14.稠度：粘性土因含水量的不同表現(xiàn)出不同的稀稠、軟硬狀態(tài)的性質(zhì)稱為粘性土的稠度。15.粘性土的界限含水量：同一種粘性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)

4、及流動狀態(tài)。由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量，叫界限含水量16.可塑性是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征，可塑性的大小用土處在可塑狀態(tài)時的含水量的變化范圍來衡量，從液限到塑限含水量的變化范圍越大，土的可塑性越好。17.塑性指數(shù)：指液限和塑限的差值（省去%號），即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍，用IP表示。 18.塑性指數(shù)是粘性土的最基本、最重要的物理指標(biāo)，其大小取決于吸附結(jié)合水的能力，即與土中粘粒含量有關(guān)，粘粒含量越高，塑性指數(shù)越高（粘土礦物成分、水溶液）。19.液性指數(shù)：粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比，用IL表示。20.液性指數(shù)表證天然含水量與界限含水量間的相對關(guān)系，可塑狀態(tài)的

5、土的液性指數(shù)在01之間；液性指數(shù)大于1，處于流動狀態(tài)；液性指數(shù)小于0，土處于固態(tài)或半固體狀態(tài)。21.滲透：土孔隙中的自由水在重力作用下發(fā)生運動的現(xiàn)象稱為水的滲透，而土被水流透過的性質(zhì)，稱為土的滲透性。22.土滲透性的影響因素：土的粒度成分及礦物成分、合水膜厚度、土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、水的粘滯度、土中氣體23.滲透水流施于單位土體內(nèi)土粒上的力稱為滲流力、動水壓力。24.當(dāng)滲流力和土的有效重度相同且方向相反時，土顆粒間的壓力等于零，土顆粒將處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定。這種現(xiàn)象稱為流土，此時的水頭梯度成為臨界水頭梯度icr。25.流土：是指在滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒群同時起動而流失的現(xiàn)象。它主要發(fā)生在

6、地基或土壩下游滲流逸出處。26.管涌指在滲流作用下土體的細土粒在粗土粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動并被帶出的現(xiàn)象。主要發(fā)生在砂礫土中。27.土的壓實性：指在一定的含水率下，以人工或機械的方法，使土體能夠壓實到某種密實程度的性質(zhì)。28.當(dāng)含水率較小時，土的干密度隨著含水率的增加而增大，而當(dāng)干密度增加到某一值后，含水率繼續(xù)增加反而使干密度減小。干密度的這一最大值稱為該擊數(shù)下的最大干密度，此時對應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率29.地基變形的原因是由于土體具有可壓縮性的內(nèi)在因素和地基受到附加壓力的作用的外在因素。30.只有通過土粒接觸點傳遞的粒間應(yīng)力，才能使土粒彼此擠緊，從而引起土的變形，而粒間應(yīng)力又是影響土體

7、強度的一個重要因素，所以粒間應(yīng)力又稱為有效應(yīng)力。因此，土中自重應(yīng)力可定義為土自身有效重力在土體中引起的應(yīng)力。土中豎向和側(cè)向的自重應(yīng)力一般均指有效自重應(yīng)力。為簡便起見，常把CZ稱為自重應(yīng)力，用C表示。 31.基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力。32.影響基底接觸壓力大小和分布的因素：A、地基土種類（土性）。B、基礎(chǔ)埋深。C、荷載大小及分布情況。D、地基與基礎(chǔ)的相對剛度。E、基礎(chǔ)平面形狀、尺寸大小33.基底附加壓力：由建筑物建造后的基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有的自重應(yīng)力后，新增加于基底的壓力。34.附加應(yīng)力：由建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的應(yīng)力35.有效應(yīng)力：通過粒間接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)

8、力稱為有效應(yīng)力，只有有效應(yīng)力才能使得土體產(chǎn)生壓縮（或固結(jié)）和強度。36.孔隙水應(yīng)力：飽和土體中由孔隙水來承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力定義為孔隙水應(yīng)力，常用u表示。 孔隙水應(yīng)力的特性與通常的靜水壓力一樣，方向始終垂直于作用面，任一點的孔隙水應(yīng)力在各個方向是相等的。37.當(dāng)總應(yīng)力保持不變時，孔隙水應(yīng)力和有效應(yīng)力可以相互轉(zhuǎn)化，即孔隙水應(yīng)力減?。ㄔ龃螅┑扔谟行?yīng)力的等量增加（減?。?8.土的壓縮性：地基土在壓力作用下體積減小的特性。土體積縮小包括兩個方面： 土中水、氣從孔隙中排出，使孔隙體積減小；土顆粒本身、土中水及封閉在土中的氣體被壓縮，很小可忽略不計。39.固結(jié)：土的壓縮隨時間增長的過程稱為固結(jié)。對于透水性大

9、的無粘性土，其壓縮過程在很短時間內(nèi)就可以完成。而透水性小的粘性土，其壓縮穩(wěn)定所需的時間要比砂土長得多。40.土的壓縮性：在附加應(yīng)力作用下，地基土產(chǎn)生體積縮小41.沉降：建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移（或下沉）42.為了保證建筑物的安全和正常使用，我們必須預(yù)先對建筑物基礎(chǔ)可能產(chǎn)生的最大沉降量和沉降差進行估算。如果建筑物基礎(chǔ)可能產(chǎn)生的最大沉降量和沉降差，在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)，那么該建筑物的安全和正常使用一般是有保證的；否則，是沒有保證的。對后一種情況，我們必須采取相應(yīng)的工程措施以確保建筑物的安全和正常使用。43.壓縮系數(shù)：用單位壓力增量所引起的孔隙比的改變，即壓縮曲線的割線坡度表征土的壓縮性的高低。4

10、4.壓縮指數(shù)Cc：在較高的壓力范圍內(nèi)，壓縮曲線近似為一直線，很明顯，該直線越陡，意味著土的壓縮性越高。45.壓縮模量 Es：土在完全側(cè)限條件下豎向應(yīng)力增量Dp與相應(yīng)的應(yīng)變增量De 的比值側(cè)限壓縮模量，MPa46.土體如果曾承受過比現(xiàn)在大的壓力，其壓縮性將降低，也就是說土的應(yīng)力歷史對壓縮性有很大影響。47.變形模量E0：表示土體在無側(cè)限條件下應(yīng)力應(yīng)變之比，相當(dāng)于理想彈性體的彈性模量。其大小反映了土體抵抗變形的能力，是反映土的壓縮性的重要指標(biāo)之一。48.變形模量與壓縮模量之間的關(guān)系：壓縮模量Es：土在完全側(cè)限條件下，豎向正應(yīng)力與相應(yīng)的變形穩(wěn)定情況下的豎向應(yīng)變的比值。變形模量E0：土在無側(cè)限條件下，

11、豎向正應(yīng)力與相應(yīng)的變形穩(wěn)定情況下的豎向應(yīng)變的比值。49.分層總和法的基本假定：土的壓縮完全是由于孔隙體積減小導(dǎo)致骨架變形的結(jié)果，土粒本身的壓縮可忽略不計；土層僅產(chǎn)生豎向壓縮，而無側(cè)向變形；土層均質(zhì)且在土層厚度范圍內(nèi)，壓力是均勻分布的；只計算豎向附加應(yīng)力的作用產(chǎn)生的壓縮變形，而不考慮剪應(yīng)力引起的變形；基底壓力是作用于地表的局部柔性荷載，對非均質(zhì)地基可按均質(zhì)地基計算。50.應(yīng)力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受過的應(yīng)力狀態(tài)。51.固結(jié)應(yīng)力：能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力52.能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力：土在歷史上曾受到過的最大固結(jié)應(yīng)力pc53.抗剪強度：土體抵抗剪切破壞的極限能力。54.破壞準(zhǔn)則：土體達

12、到破壞狀態(tài)時的應(yīng)力組合稱為破壞準(zhǔn)則。55.在直剪試驗過程中，不能量測孔隙水應(yīng)力，也不能控制排水，所以只能以總應(yīng)力法來表示土的抗剪強度。但是為了考慮固結(jié)程度和排水條件對抗剪強度的影響，根據(jù)加荷速率的快慢可將之間試驗劃分為快剪、固結(jié)快剪、慢剪56.直剪試驗的缺點：剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面；試驗中試驗的排水程度靠試驗速度的快慢控制；由于上下土盒的錯動，剪切過程中試樣的有效面積減小，使試樣中的應(yīng)力分布不均勻，主應(yīng)力方向發(fā)生變化，當(dāng)剪切變形較大時這一缺陷表現(xiàn)更為突出。57.土壓力：擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力58.土壓力的大小和分布規(guī)律不僅與擋土墻的高度、填土的性質(zhì)有關(guān)還

13、與擋土墻的剛度及其位移的方向與大小密切相關(guān)。59.靜止土壓力E0、s0擋土墻為剛性，不動時土處于彈性平衡狀態(tài)，不產(chǎn)生位移和變形，此時作用在擋土墻上的土壓力稱為靜止土壓力。60.主動土壓力 Ea、 s a擋土墻背離填土方向轉(zhuǎn)動或移動時，隨著位移量的逐漸增加，墻后土體受到的土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后填土達到極限平衡狀態(tài)時，土壓力降為最小值，這時作用在擋土墻上的土壓力成為主動土壓力。61.被動土壓力 Ep、 s p擋土墻向填土方向轉(zhuǎn)動或移動時，隨著位移量的逐漸增加，墻后土體受到擠壓而引起土壓力逐漸增大，當(dāng)墻后填土達到極限平衡狀態(tài)時，土壓力增大為最大值，這時作用在擋土墻上的土壓力成為被動土壓力。62.朗肯

14、土壓力理論：基本原理：墻后填土達到極限平衡狀態(tài)時，與墻背接觸的任一土單元體都處于極限平衡狀態(tài)，然后根據(jù)土單元體處于極限平衡狀態(tài)時應(yīng)力所滿足的條件來建立土壓力的計算公式。基本假定：土體是具有水平表面的半無限體，墻背豎直光滑，采用這樣假定的目的是控制墻后單元體在水平和豎直方向的主應(yīng)力方向。63.庫倫土壓力理論：破壞面為平面滑動體為剛體滑動體整體處于極限平衡狀態(tài)，在滑動面上抗剪強度已充分發(fā)揮。64.朗肯與庫侖土壓力理論存在的主要問題：朗肯理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件來建立，采用的假定是墻背豎直光滑，填土面為水平，其計算結(jié)果偏于保守。庫侖土壓力理論基于滑動塊體的靜力平衡條件來建立，采用的假定是破

15、壞面為平面。但當(dāng)墻背與填土的摩擦角較大時，在土體中產(chǎn)生的滑動面往往是一個曲面，會產(chǎn)生較大的誤差。被動土壓力的計算常采用朗肯理論。65.朗肯理論與庫倫理論比較：(1)、基本假定：前者假定擋墻光滑、直立、填土面水平；后者假定填土為散體（c=0）。(2)、基本方法：前者應(yīng)用半空間中應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論；后者按墻后滑動土楔體的靜力平衡條件導(dǎo)出計算公式。(3)、結(jié)果比較：朗肯理論忽略了墻背與填土之間的摩擦影響，使計算的主動土壓力偏大，被動土壓力偏??；庫倫理論假定破壞面為一平面，而實際上為曲面。實踐證明，計算的主動土壓力誤差不大，而被動土壓力誤差較大。66.擋土墻的類型: 1、重力式擋土墻2、懸臂式擋土

16、墻3、扶壁式擋土墻67.擋土墻的計算:設(shè)計方法：先假定截面尺寸，然后驗算穩(wěn)定性及強度，若不滿足要求，再修改設(shè)計。計算內(nèi)容：（1）穩(wěn)定性驗算，包括抗傾覆和抗滑動驗算；（2）地基承載力驗算；（3）墻身強度驗算。68.土坡：具有傾斜坡面的土體69.邊坡：具有傾斜坡面的巖土體。70.土坡種類：天然土坡、人工土坡。71.滑坡:一部分土體在外因作用下，相對于另一部分土體滑動72.滑坡的根本原因：邊坡中土體內(nèi)部某個面上的剪應(yīng)力達到了它的抗剪強度。73滑坡的具體原因：(1) 滑面上的剪應(yīng)力增加：如填土作用使邊坡的坡高增加、滲流作用使下滑力產(chǎn)生滲透力、降雨使土體飽和，容重增加、地震作用等； (2) 滑面上的抗剪

17、強度減小：如浸水作用使土體軟化、含水量減小使土體干裂，抗滑面面積減小、地下水位上升使有效應(yīng)力減小等。74.土坡的穩(wěn)定分析就是利用土力學(xué)理論研究發(fā)生滑坡時滑面可能的位置和形式、滑面上的剪應(yīng)力和抗剪強度的大小、抵抗下滑的因素以及如何采取措施等問題。土坡的穩(wěn)定安全度用安全系數(shù)表示。75.剪切破壞的型式:整體剪切破壞、沖剪破壞、局部剪切破壞76.沖剪破壞：隨著荷載的增加，基礎(chǔ)出現(xiàn)持續(xù)下沉，主要因為地基土的較大壓縮以至于基礎(chǔ)呈現(xiàn)連續(xù)刺入。地基不出現(xiàn)連續(xù)滑動面，基礎(chǔ)側(cè)面地面不出現(xiàn)隆起，因而基礎(chǔ)邊緣下的地基垂直剪切破壞。77.局部剪切破壞：靜荷載曲線沒有明顯的直線段，地基破壞的曲線也不呈現(xiàn)沖剪破壞那樣的明顯

18、的陡降。當(dāng)基底壓力達到一定數(shù)值即相應(yīng)的極限荷載時，基礎(chǔ)兩側(cè)微微隆起，然而剪切破壞區(qū)僅僅被限制在地基內(nèi)部的某一區(qū)域，未形成延伸至底面的連續(xù)滑動面。78.地基的破壞形式，主要與地基土的性質(zhì)尤其是與壓縮性質(zhì)有關(guān)。較堅硬或密實的土，具有較低的壓縮性，通常呈現(xiàn)整體剪切破壞。軟弱粘土或松砂土地基，具有中高壓縮性，常常呈現(xiàn)局部剪切破壞或者沖剪破壞。與基礎(chǔ)埋埋深有關(guān)。79.地基、基礎(chǔ)的類型：天然地基 人工地基淺基礎(chǔ) 深基礎(chǔ)80.人工地基：加固上部土層，提高土層的承載力，再把基礎(chǔ)做在這種經(jīng)過人工加固后的土層上。這種地基叫做人工地基。81.樁基礎(chǔ)：在地基中打樁，把建筑物支撐在樁臺上，建筑物的荷載由樁傳到地基深處較

19、為堅實的土層。這種基礎(chǔ)叫做樁基礎(chǔ)。82.深基礎(chǔ)：把基礎(chǔ)做在地基深處承載力較高的土層上。埋置深度大于5m或大于基礎(chǔ)寬度。在計算基礎(chǔ)時應(yīng)該考慮基礎(chǔ)側(cè)壁摩擦力的影響。這類基礎(chǔ)叫做深基礎(chǔ)。83.地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則：防止地基土發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定性，應(yīng)具有足夠的安全度；控制地基的變形量，使之不超過建筑物的地基特征變形允許值；基礎(chǔ)本身應(yīng)具有足夠的強度、剛度和耐久性。84.天然地基上的淺基礎(chǔ)：做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基礎(chǔ)（柱基或墻基）以及埋置深度雖超過5米，但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)85.剛性基礎(chǔ)：指受壓極限強度較大，而受彎、受拉極限強度較小的材料所建造的基礎(chǔ)。86.柔性基礎(chǔ)：指鋼筋混凝土基礎(chǔ)。利用其抗彎、抗拉性能。不受臺階寬高比限制，可寬基淺埋。87.地基基礎(chǔ)設(shè)計分甲、乙、丙三個設(shè)計等級。88.基礎(chǔ)埋置深度：是指基礎(chǔ)底面至地面（一般指設(shè)計地面）的距離。89.基礎(chǔ)埋深選擇的意義：建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；施工工期；工程造價。對高層穩(wěn)定、滑移的影響；地基強度、變形的影響；基礎(chǔ)由于凍脹或水影響下的耐久性。90.基礎(chǔ)埋深選擇的原則：在保證建筑物安全、穩(wěn)定、耐久使用的前提下，應(yīng)盡